JPH06181102A - Ｐｔｃ抵抗体の製造方法 - Google Patents
Ｐｔｃ抵抗体の製造方法Info
- Publication number
- JPH06181102A JPH06181102A JP33261292A JP33261292A JPH06181102A JP H06181102 A JPH06181102 A JP H06181102A JP 33261292 A JP33261292 A JP 33261292A JP 33261292 A JP33261292 A JP 33261292A JP H06181102 A JPH06181102 A JP H06181102A
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- Japan
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- ptc
- ptc resistor
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 室温比抵抗が低く、ＰＴＣ特性に優れたＰＴ
Ｃ抵抗体の製造方法を提供する。 【構成】 酸化バナジウムを主成分とする素子の焼成工
程の降温過程にて、素子転移温度（ＰＴＣ特性発現温
度）前後の温度範囲での降温速度を１００（℃／ｈ）未
満としてＰＴＣ抵抗体を製造する。好ましくは上記素子
転移温度前後の温度範囲を３００℃〜降温過程終了温度
とし、かつその降温速度を略５０（℃／ｈ）以下とす
る。
Ｃ抵抗体の製造方法を提供する。 【構成】 酸化バナジウムを主成分とする素子の焼成工
程の降温過程にて、素子転移温度（ＰＴＣ特性発現温
度）前後の温度範囲での降温速度を１００（℃／ｈ）未
満としてＰＴＣ抵抗体を製造する。好ましくは上記素子
転移温度前後の温度範囲を３００℃〜降温過程終了温度
とし、かつその降温速度を略５０（℃／ｈ）以下とす
る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ＰＴＣ抵抗体の製造方
法に関し、特にその焼成工程における温度制御に関す
る。
法に関し、特にその焼成工程における温度制御に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】従来、過電流を抑制する限流素子とし
て、大きなＰＴＣ（Positive Temperature Coefficien
t）効果をもつセラミックスのＢaＴiＯ3（チタン酸バリ
ウム）とＶ2Ｏ3（三酸化バナジウム）が知られている。
て、大きなＰＴＣ（Positive Temperature Coefficien
t）効果をもつセラミックスのＢaＴiＯ3（チタン酸バリ
ウム）とＶ2Ｏ3（三酸化バナジウム）が知られている。
【０００３】このうち、ＢaＴiＯ3は正特性サーミスタ
として弱電用には広く使われているが、室温抵抗が小さ
なものでは数Ω以上あってワットロスが大きい。
として弱電用には広く使われているが、室温抵抗が小さ
なものでは数Ω以上あってワットロスが大きい。
【０００４】またＰＴＣ効果の出現は粒界の機構に関係
し、温度の上昇により粒界が高抵抗になる反面、吸収し
たエネルギーのために粒界破壊を起こしてしまう等の理
由により、電力用には不向きである。
し、温度の上昇により粒界が高抵抗になる反面、吸収し
たエネルギーのために粒界破壊を起こしてしまう等の理
由により、電力用には不向きである。
【０００５】一方、Ｖ2Ｏ3にＣrを酸化物の形で添加
し、0≦ｘ≦0.015の範囲で（Ｖ1-xＣrx）2Ｏ3の組成と
するとＰＴＣ効果が得られることはよく知られている。
し、0≦ｘ≦0.015の範囲で（Ｖ1-xＣrx）2Ｏ3の組成と
するとＰＴＣ効果が得られることはよく知られている。
【０００６】このようなＶ2Ｏ3系のＰＴＣ抵抗体はＢa
ＴiＯ3に比較して比抵抗を四桁程度小さくできるが、セ
ラミックスとしては焼結性が悪く、大きな電流を流した
ときの耐熱衝撃性に問題がある。
ＴiＯ3に比較して比抵抗を四桁程度小さくできるが、セ
ラミックスとしては焼結性が悪く、大きな電流を流した
ときの耐熱衝撃性に問題がある。
【０００７】そこで焼結助剤として各種金属を添加する
等の方法により、焼結性を向上することにより強度の向
上が行われている。
等の方法により、焼結性を向上することにより強度の向
上が行われている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】しかし、Ｖ2Ｏ3系のＰ
ＴＣ抵抗体を製造する際は、Ｖ2Ｏ3セラミクス焼結助剤
として添加する金属の融点以上の温度で焼成する必要が
あるが、焼成時の温度パターンの違いによりセラミック
スの焼結性やセラミックスの持つＰＴＣ特性は大きく変
化する。
ＴＣ抵抗体を製造する際は、Ｖ2Ｏ3セラミクス焼結助剤
として添加する金属の融点以上の温度で焼成する必要が
あるが、焼成時の温度パターンの違いによりセラミック
スの焼結性やセラミックスの持つＰＴＣ特性は大きく変
化する。
【０００９】従って、適切な温度パターンで素子を焼結
させて良好な特性を有するＰＴＣ抵抗体を製造する技術
が求められている。
させて良好な特性を有するＰＴＣ抵抗体を製造する技術
が求められている。
【００１０】本発明は上記背景のもとになされたもので
あり、素子の焼成時における温度パターンを制御し、Ｐ
ＴＣ特性に優れたＰＴＣ抵抗体の製造方法を提供するこ
とを目的とする。
あり、素子の焼成時における温度パターンを制御し、Ｐ
ＴＣ特性に優れたＰＴＣ抵抗体の製造方法を提供するこ
とを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段及び作用】上記課題を解決
するため、本発明は酸化バナジウムを主成分とする素子
の焼成を行う焼成工程を有するＰＴＣ抵抗体の製造方法
において、前記焼成工程の降温過程にて、素子転移温度
（ＰＴＣ特性発現温度）前後の温度範囲での降温速度を
１００（℃／ｈ）未満としたことを特徴とするＰＴＣ抵
抗体の製造の方法を提供する。
するため、本発明は酸化バナジウムを主成分とする素子
の焼成を行う焼成工程を有するＰＴＣ抵抗体の製造方法
において、前記焼成工程の降温過程にて、素子転移温度
（ＰＴＣ特性発現温度）前後の温度範囲での降温速度を
１００（℃／ｈ）未満としたことを特徴とするＰＴＣ抵
抗体の製造の方法を提供する。
【００１２】また、上記ＰＴＣ抵抗体の製造方法におい
て、前記素子転移温度前後の温度範囲を３００℃〜降温
過程終了温度とするとともに、その降温速度を略５０
（℃／ｈ）以下としたことを特徴とするＰＴＣ抵抗体の
製造方法も提供される。
て、前記素子転移温度前後の温度範囲を３００℃〜降温
過程終了温度とするとともに、その降温速度を略５０
（℃／ｈ）以下としたことを特徴とするＰＴＣ抵抗体の
製造方法も提供される。
【００１３】以下、本発明について更に詳細に説明す
る。
る。
【００１４】上記焼成工程においては、良好な特性を得
るために素子の温度制御が重要であり、この温度制御を
良好に行うことにより、室温比抵抗が小さくＰＴＣ特性
に優れたＰＴＣ抵抗体が得られる。
るために素子の温度制御が重要であり、この温度制御を
良好に行うことにより、室温比抵抗が小さくＰＴＣ特性
に優れたＰＴＣ抵抗体が得られる。
【００１５】一般に、Ｖ2Ｏ3系のＰＴＣ素子においては
ＰＴＣ発現温度（素子の転移点；通常は１５０℃〜２０
０℃）にて格子定数の変化が起こる。この転移点前後で
素子の急熱や急冷を行うと熱歪みが結晶粒界に集中して
マイクロクラックが発生し、比抵抗、特に室温比抵抗の
上昇を招き、ＰＴＣ特性を低下させてしまう。
ＰＴＣ発現温度（素子の転移点；通常は１５０℃〜２０
０℃）にて格子定数の変化が起こる。この転移点前後で
素子の急熱や急冷を行うと熱歪みが結晶粒界に集中して
マイクロクラックが発生し、比抵抗、特に室温比抵抗の
上昇を招き、ＰＴＣ特性を低下させてしまう。
【００１６】本発明においては素子の転移点前後におけ
る温度範囲にて、素子の冷却速度を１００℃未満とする
ことにより熱歪みの集中を緩和してマイクロクラックの
発生を抑制している。
る温度範囲にて、素子の冷却速度を１００℃未満とする
ことにより熱歪みの集中を緩和してマイクロクラックの
発生を抑制している。
【００１７】なお、上記素子転移点は１５０℃〜２００
℃程度であり、上記転移点前後における温度範囲として
は、例えば１５０〜２００℃、好ましくは３００℃〜降
温過程終了温度（又は室温）とすることが挙げられる。
℃程度であり、上記転移点前後における温度範囲として
は、例えば１５０〜２００℃、好ましくは３００℃〜降
温過程終了温度（又は室温）とすることが挙げられる。
【００１８】また、上記温度範囲における降温速度は、
通常の降温速度より小さくすることが好ましく、例えば
１００℃／ｈｒ未満、好ましくは略５０℃／ｈｒ以下と
する。
通常の降温速度より小さくすることが好ましく、例えば
１００℃／ｈｒ未満、好ましくは略５０℃／ｈｒ以下と
する。
【００１９】上記のように素子の転移点前後における温
度範囲にて素子の冷却速度を１００℃未満とすることに
より、熱歪みの集中が緩和されてマイクロクラックの発
生が抑制され、良好なＰＴＣ特性を有するＰＴＣ抵抗体
が得らえる。
度範囲にて素子の冷却速度を１００℃未満とすることに
より、熱歪みの集中が緩和されてマイクロクラックの発
生が抑制され、良好なＰＴＣ特性を有するＰＴＣ抵抗体
が得らえる。
【００２０】
【実施例】本実施例においては種々の温度パターンにて
ＰＴＣ抵抗体の焼成を行ってその特性を調べた。
ＰＴＣ抵抗体の焼成を行ってその特性を調べた。
【００２１】まず、焼成を行う成形体を製造する。この
成形体は種々の方法により得られるが、本実施例におい
ては下記（ａ）工程にて得られる成形体を用いた。
成形体は種々の方法により得られるが、本実施例におい
ては下記（ａ）工程にて得られる成形体を用いた。
【００２２】（ａ）：Ｖ2Ｏ3とＣr2Ｏ3みをＣrの固溶後
に（Ｖ0・996Ｃr0・004）2Ｏ3となるような配合比に秤量
し、24時間アルコール中で湿式粉砕混合を行い、乾燥
後、得られた粉末を水素気流中1200℃に於いて3時間仮
焼を行う。こうして得られた仮焼粉末に、鉄換算量が粉
体量の10wt％となるような鉄微粉末(平均粒径8μ)を加
えてアルコール中で12時間湿式粉砕混合し、乾燥後得ら
れた粉末に有機バインダーを加えて1.5ton/cm2の圧力で
加圧成形を行い、成形体を得る。
に（Ｖ0・996Ｃr0・004）2Ｏ3となるような配合比に秤量
し、24時間アルコール中で湿式粉砕混合を行い、乾燥
後、得られた粉末を水素気流中1200℃に於いて3時間仮
焼を行う。こうして得られた仮焼粉末に、鉄換算量が粉
体量の10wt％となるような鉄微粉末(平均粒径8μ)を加
えてアルコール中で12時間湿式粉砕混合し、乾燥後得ら
れた粉末に有機バインダーを加えて1.5ton/cm2の圧力で
加圧成形を行い、成形体を得る。
【００２３】次に、上記成形体を用いて図１に示す温度
パターンにて水素気流中で焼成を行い、(Ｖ0・996Ｃr
0・004)2Ｏ3セラミックス抵抗体試料１を得た。また、従
来例として図２に示される従来の温度パターンにて焼成
を行い、これを比較例１とした。
パターンにて水素気流中で焼成を行い、(Ｖ0・996Ｃr
0・004)2Ｏ3セラミックス抵抗体試料１を得た。また、従
来例として図２に示される従来の温度パターンにて焼成
を行い、これを比較例１とした。
【００２４】図１に示されるように、本実施例に係る試
料１は焼成した素子の冷却過程において、素子の転移点
付近前後（３００℃〜室温）の降温速度を５０℃／ｈｒ
と小さくしている。これに対し、比較例１においては素
子の転移点付近にても降温速度を１００℃／ｈｒにして
いる。
料１は焼成した素子の冷却過程において、素子の転移点
付近前後（３００℃〜室温）の降温速度を５０℃／ｈｒ
と小さくしている。これに対し、比較例１においては素
子の転移点付近にても降温速度を１００℃／ｈｒにして
いる。
【００２５】上記試料１、及び比較例１の比抵抗値を表
１に示す。
１に示す。
【００２６】
【表１】
【００２７】また、これら試料における温度と比抵抗値
との相関を表すグラフを図３に示す。図３においてＡ
線，Ｂ線はそれぞれ試料１、比較例１の温度に対する比
抵抗を表す。
との相関を表すグラフを図３に示す。図３においてＡ
線，Ｂ線はそれぞれ試料１、比較例１の温度に対する比
抵抗を表す。
【００２８】この図に示されるように、比較例は室温付
近での比抵抗が高いのに対し、試料１においては室温付
近での比抵抗が低く、また１２０℃近辺から急激に比抵
抗が高くなっており、良好なＰＴＣ特性が得られている
ことがわかる。
近での比抵抗が高いのに対し、試料１においては室温付
近での比抵抗が低く、また１２０℃近辺から急激に比抵
抗が高くなっており、良好なＰＴＣ特性が得られている
ことがわかる。
【００２９】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば素
子の焼成の降温過程において素子の転移点付近での降温
速度を小さくしている。
子の焼成の降温過程において素子の転移点付近での降温
速度を小さくしている。
【００３０】従って熱歪みによる粒界破壊等が抑制さ
れ、室温比抵抗が低く良好なＰＴＣ特性を有するＰＴＣ
抵抗体が得られる。
れ、室温比抵抗が低く良好なＰＴＣ特性を有するＰＴＣ
抵抗体が得られる。
【図１】本発明の一実施例に係る焼成温度パターンの説
明図
明図
【図２】従来例に係る焼成温度パターンの説明図
【図３】各素子の温度に対する比抵抗の相関を示すグラ
フ
フ
Claims (2)
- 【請求項１】 酸化バナジウムを主成分とする素子の焼
成を行う焼成工程を有するＰＴＣ抵抗体の製造方法にお
いて、 前記焼成工程の降温過程にて、素子転移温度（ＰＴＣ特
性発現温度）前後の温度範囲での降温速度を１００（℃
／ｈ）未満としたことを特徴とするＰＴＣ抵抗体の製造
の方法。 - 【請求項２】 請求項１記載のＰＴＣ抵抗体の製造方法
において、 前記素子転移温度前後の温度範囲を３００℃〜降温過程
終了温度とするとともに、その降温速度を略５０（℃／
ｈ）以下としたことを特徴とするＰＴＣ抵抗体の製造方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33261292A JPH06181102A (ja) | 1992-12-14 | 1992-12-14 | Ｐｔｃ抵抗体の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33261292A JPH06181102A (ja) | 1992-12-14 | 1992-12-14 | Ｐｔｃ抵抗体の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06181102A true JPH06181102A (ja) | 1994-06-28 |
Family
ID=18256896
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP33261292A Pending JPH06181102A (ja) | 1992-12-14 | 1992-12-14 | Ｐｔｃ抵抗体の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06181102A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0718143A1 (en) * | 1994-12-21 | 1996-06-26 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Electric vehicle control system |
| US6582647B1 (en) * | 1998-10-01 | 2003-06-24 | Littelfuse, Inc. | Method for heat treating PTC devices |
-
1992
- 1992-12-14 JP JP33261292A patent/JPH06181102A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0718143A1 (en) * | 1994-12-21 | 1996-06-26 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Electric vehicle control system |
| US6582647B1 (en) * | 1998-10-01 | 2003-06-24 | Littelfuse, Inc. | Method for heat treating PTC devices |
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